高層建筑深基坑支護施工工藝的改進

甘海濤 張 平 王云霞

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

深基坑支護施工工程是指深層次開挖的工程，是建筑物地下室施工的一種形式[1]。以現今的支護設計工藝而言，深基坑開挖需要多層次地放坡，提升支護施工邊坡的穩定性。文獻[2]研究區間數伴語言變量的多屬性云模型決策在基坑支護施工工藝優化中的應用，用黃金分割法將定性自然語言決策信息轉換為定量指標，根據3En 規則，將云模型化為區間數，通過溝通區間數與聯系數的關系，將區間數轉化為聯系數，根據聯系數復運算原理計算綜合主值，得到排序結果。但該方法并沒有將現代化施工理念融合進支護施工過程中，在實際施工時，易造成基坑支護變形，嚴重影響施工質量，并延長施工工期[3]。因此，本文采用現代化施工理念，設計出新型高層建筑深基坑支護施工工藝，通過對支護施工工藝的改進，旨在提高施工質量，為建筑工程的穩定性與安全性提供保障。

1 高層建筑深基坑支護施工管理與工藝設計

1.1 管理施工原材料

對于保證施工的安全穩定性，對施工原材料的管理至關重要。由于支護施工周期較長，施工范圍相對較大，容易受到各種天氣和人為因素的影響，施工原材料不能有效保存就很容易造成施工隱患[4]。因此，應加強支護施工原材料的管理。

（1）原材料的采購管理。需要從計劃、詢價、供方選擇等角度，加強材料的采購管理，在源頭上管理原材料。

（2）對原材料的檢驗管理。對即將施工的原材料進行全面直接的檢驗檢測，減少抽查的隨機性，確保施工材料的質量符合。

（3）原材料的堆放管理。將不同種類的施工原材料進行分類管理，減少統一堆放產生的化學反應，影響材料的使用性能[5]。對于特殊原材料需要安排專人管理，并設置特定的存儲區域，減少原材料存放過程中造成損耗。

1.2 布設深基坑支護樁

為預防可能發生的隱患，減少支護施工的安全問題，布設深基坑支護樁的質量主要從施工地質環境、設置監測點和保證支護結構能正常使用三方面進行考量[6]。

（1）施工地質環境。實地勘察基坑工程地質、水文地質，同時充分了解周圍地基土體情況以及相應建筑物、構筑物，分析工程建設對周圍土體以及建筑物的影響。在經過專家分析認證確定可以施工后，才可以進行基坑支護樁的布設。

（2）在工程建設時設置監測點。監測點應沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應布置監測點，控制監測點的水平距離不應大于20m，每邊監測點數目不宜少于3個，而水平和豎向位移監測點宜為共用點。監測點的監測范圍在支護樁布設的范圍內，可以及時發現施工中的安全隱患，避免施工穩定性差的問題持續惡化。

（3）保證支護結構能正常使用。在布設基坑支護樁之前，要確保施工支護結構可以正常使用，同時也需要檢查相關圍護結構，最大限度地保證支護樁布設的穩定性。布設深基坑支護樁如圖1所示。

圖1 布設深基坑支護樁

1.3 水泥土重力式圍護結構

在布設深基坑支護樁之后，本文選取適宜支護施工的水泥土重力式圍護結構。在構建水泥土重力式圍護結構時，要控制基坑支護的深度。如果工程為非軟土層基坑，需要將支護深度控制在6m 以內；如果工程為軟土層基坑，就需要將基坑深度控制在10m 左右。該圍護結構采用現場攪拌水泥的方式進行初步設計，在水泥固型之后，將其整合成水泥土樁，形成天然重力式擋土墻，這樣不僅可以加固深基坑周圍的土體狀態，還可以提高基坑邊坡的穩定性[7]。

1.4 錨桿施工

在錨桿施工過程中，需要解決地下水位的問題，當水位降到基坑底部1.0m 以下時，才可以進行下一步施工，在施工期間需專人負責，減少地下水對基坑支護施工造成的影響[8]。本文將金屬件、木件等材料制成桿柱，放置在支護樁的孔徑內，利用其頭部、桿體的特殊結構，將基坑周圍土體與桿體連接，起到支護的效果。其中，砂漿錨桿的錨桿孔徑應大于錨桿體直徑15mm。而在布置孔位時，需將偏差控制在20cm 內，以確保施工質量。此種錨桿施工方式成本低廉，操作便捷，節省施工材料。

2 高層建筑深基坑工藝應用實例分析

2.1 工程概況

為了驗證本文設計的工藝效果，以X 高層建筑工程項目為例，對上述工藝進行實例驗證。該項目與高架橋接近，并緊鄰地鐵與公交車站，是地形較好的建筑。X 高層建筑占地面積約13254m2，地上面積約29842m2，地下面積約 3412m2。其中，地上共 20 層，作為住宅區域；地下3 層，作為停車區域。在深基坑施工過程中按照圖紙的相關要求，在檢查好周邊環境與地質條件的基礎上，結合建筑工程的實際情況，設計出一套高質高效的施工方案。首先對場地進行勘查，檢查周圍地質條件是否符合實際施工條件；其次，選取合適位置布設支護樁，并將土方開挖至一層、二層、三層、基底層后標高；最后，清理土方并進行建筑的主體施工。在X 建筑施工時，深基坑支護開挖的最深處設定在20m 左右，將深基坑支護與樁基同時施工，并采用鉆孔效果良好的樁機進行工程樁、立柱樁、支護樁施工，同時采用工程鉆機對管井與支護樁進行施工。在布設好支護樁后，利用有限差分法對支護樁進行穩定性計算：

式中：Sstability——深基坑支護施工穩定性系數；

Rindic——施工相關指標；

Bcapac——支護承載力；

Sfactor——穩定性因子。

施工穩定性系數越高，說明深基坑支護施工越穩定，施工效果越佳。

2.2 應用結果

為驗證文本方法的有效性，采用本文方法、文獻[2]方法進行試驗對比，設定標準穩定性系數為1.000，對于深基坑支護施工而言，高于0.900即可保證施工安全效果；支護承載力為30kN。在上述工程條件下，隨機選取了1～8 個深基坑支護樁號，并利用式（1）計算出本文方法及文獻[2]方法的高層建筑深基坑支護施工工藝的穩定性系數，并將二者的穩定性系數進行對比，得出的具體應用結果如表1所示。

表1 應用結果比較

如表1 所示，文獻方法所列的高層建筑深基坑支護施工工藝的穩定性系數較低，1～8個樁號中，2、4、6、7等4 個支護樁的穩定性系數可以超過0.900，穩定性可以得到保障；而1、3、5、8等4個支護樁的穩定性系數低于0.900，穩定性不能得到保障，文獻[2]高層建筑深基坑支護施工安全性不能得到保障。而本文設計的深基坑支護施工工藝的穩定性系數均超過0.900，且達到0.995以上，3 與6 的穩定性系數甚至達到了1.000，深基坑支護施工穩定性可以得到保障。因此，本文設計的高層建筑深基坑支護施工安全性較高。

3 結束語

高層建筑的穩定性是施工建設過程中需要重點關注的問題，而深基坑支護是保證穩定性的關鍵工藝。由于建筑深基坑支護工程發展時間較短，施工穩定性得不到保證，早期高層建筑施工安全事故較多，基于此，本文設計了高層建筑深基坑支護施工工藝，并通過實例分析對工藝設計加以驗證，表明該工藝切實提高了施工穩定性，并提升了高層建筑的施工質量。